Способ тушения пожара

 

Способ тушения пожара включает подачу огнегасящей жидкости по меньшей мере в одну распыляющую насадку, предпочтительно во множество распыляющих насадок посредством узла привода. Узел привода содержит по меньшей мере один гидравлический аккумулятор с газом вытеснителем, который заряжают до высокого начального давления, и с водяным насосом низкого давления. Технический результат изобретения заключается в том, что часть газа-вытеснителя, оставшегося в гидравлических аккумуляторах после выпуска из них жидкости используют для привода насоса низкого давления. 8 з. п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу тушения пожара, при котором огнегасящую жидкость подают по меньшей мере в одну распыляющую насадку, предпочтительно - во множество распыляющих насадок, посредством узла привода, содержащего по меньшей мере один гидравлический аккумулятор, содержащий газ-вытеснитель, заряжаемый до достижения высокого начального давления, а также водяной насос низкого давления.

Одним из преимуществ применения гидравлических аккумуляторов в оборудовании для пожаротушения является пониженная зависимость от наличия тока при осуществлении функций насоса, требующих затрат энергии. Это серьезная проблема, особенно - на судах и установках, сравнимых с ними, в которых электрическая сетевая система, включающая генератор сети, часто выходит из строя в случае пожаров, а аварийный генераторный агрегат, если он есть, оказывает неудовлетворительное воздействие на какие бы то ни было функции насосов.

В случае применения гидравлических аккумуляторов, эффективное пожаротушение обычно предполагает наличие высокого давления зарядки, предпочтительно - до 20-30 МПа (200-300) бар, в гидравлических аккумуляторах.

Известен способ тушения пожара, заключающийся в подаче огнегасящей жидкости по меньшей мере в одну распыляющую насадку, предпочтительно во множество распыляющих насадок, посредством узла привода, содержащего по меньшей мере один гидравлический аккумулятор с газом-вытеснителем, заряжаемый до высокого начального давления, а также содержащего водяной насос низкого давления (WO 92/22353).

Однако в данном способе не предусмотрены определенные стадии, осуществляемые при относительно низком приводном давлении например, 1-3 МПа (10-30 бар). Примером такой стадии является стадия начального охлаждения трубопроводной системы, особенно разбрызгивателей системы пожаротушения или распыляющих насадок, которые перед срабатыванием были нагреты возникшим пламенем.

В основу изобретения положена задача создания способа тушения пожара, обеспечивающего минимальную зависимость от наличия электроэнергии за счет осуществления необходимых функций с низким давлением посредством узла привода низкого давления, имеющего один или несколько гидравлических аккумуляторов.

Данная задача решается посредством способа тушения пожара, заключающегося в подаче огнегасящей жидкости по меньшей мере в одну распыляющую насадку, предпочтительно во множество распыляющих насадок, посредством узла привода, содержащего по меньшей мере один гидравлический аккумулятор (12, 13, 14) с газом-вытеснителем, заряжаемый до высокого начального давления, а также содержащего водяной насос (19, 20) низкого давления, в котором, согласно изобретению по меньшей мере часть газа-вытеснителя, остающегося в гидравлических аккумуляторах после выпуска из них жидкости, используют для привода насоса низкого давления.

Предпочтительной является процедура, при которой по меньшей мере часть газа-вытеснителя, оставшегося в гидравлических аккумуляторах после выпуска из них жидкости, используют для привода насоса низкого давления для пополнения гидравлических аккумуляторов жидкостью и одновременно с распылением, предпочтительно - в очаг пожара и окружающее его пространство, жидкости и/или газа-вытеснителя, с возможностью повторения процесса тушения пожара после наполнения гидравлических аккумуляторов.

Альтернативно, во многих случаях предпочтительно, чтобы часть газа-вытеснителя, оставшегося в гидравлических аккумуляторах после выпуска из них жидкости, сначала выпускали непосредственно после жидкости в соответствующие разбрызгиватели и/или распыляющие насадки, и чтобы оставшийся газ-вытеснитель затем использовали для привода насоса низкого давления с пополнением гидравлических аккумуляторов жидкостью и одновременно с распылением, предпочтительно - в очаг пожара и окружающее его пространство, жидкости и/или газа-вытеснителя, с возможностью повторения процесса после наполнения гидравлических аккумуляторов.

В соответствии с дополнительно разработанным вариантом осуществления изобретения, подачу жидкости под высоким давлением сначала задерживают, когда узел привода включен, и на этой стадии задержки газ подают предпочтительно через редукционный клапан для привода насоса низкого давления и обеспечения подачи охлаждающей жидкости в трубопроводную систему и разбрызгиватели и/или распыляющие насадки, о которых идет речь, а по меньшей мере часть газа-вытеснителя, оставшегося в гидравлических аккумуляторах после выпуска из них жидкости, используют для повторного привода насоса низкого давления.

Подачу жидкости под высоким давлением предпочтительно осуществляют, подавая газ-вытеснитель из по меньшей мере одного гидравлического аккумулятора для опорожнения цилиндра для жидкости таким образом, что жидкость, вытесняемая из цилиндра, воздействует, перед прохождением дросселя, на золотник клапана, расположенного в выпускном трубопроводе по меньшей мере одного гидравлического аккумулятора в направлении, закрывающем клапан. Таким образом, поверхность золотника, на которую воздействует давление жидкости цилиндра, больше, чем поверхность золотника, на которую воздействует давление жидкости, вытекающей, из по меньшей мере одного гидравлического аккумулятора, заставляющее клапан открываться, так что клапан не открыт до тех пор, пока вся жидкость не будет вытеснена из цилиндра, и ее давление, приложенное через дроссель, не снизится до уровня, меньшего, чем выпускное давление жидкости из по меньшей мере одного гидравлического аккумулятора, в пропорции, равной пропорции между двумя поверхностями золотника клапана.

Время открытия клапана можно регулировать посредством дросселя.

При открытии клапана давление жидкости, воздействующее на золотник клапана через дроссель, предпочтительно, снижается, предпочтительно - за счет перепускного клапана, до некоторой заданной величины для регулирования давления, при котором клапан снова закрывается.

Газ-вытеснитель, оставшийся после опорожнения гидравлических аккумуляторов, предпочтительно используют для повторного привода насоса низкого давления для пополнения гидравлических аккумуляторов жидкостью и распыления одновременно, предпочтительно - в очаг пожара и окружающее его пространство, жидкости и/или газа-вытеснителя, так что процесс можно повторить после наполнения гидравлических аккумуляторов. В частности, в оборудовании для тушения пожаров в машинных отделениях судов предпочтительно, чтобы часть газа-вытеснителя, оставшегося в гидравлических аккумуляторах после выпуска из них жидкости, сначала могла вытекать непосредственно после жидкости в соответствующие разбрызгиватели и/или распыляющие насадки, и чтобы оставшийся газ- вытеснитель затем использовался для повторного привода насоса низкого давления для пополнения гидравлических аккумуляторов жидкостью и распыления одновременно, предпочтительно - в очаг пожара и окружающее его пространство, жидкости и/или газа-вытеснителя, так что процесс можно повторить после наполнения гидравлических аккумуляторов.

В машинных отделениях судов также желательно, чтобы по меньшей мере на начальной стадии задержки подачи жидкости под высоким давлением и на стадии, проводимой после выпуска жидкости из аккумуляторов, газ, предпочтительно - газ-вытеснитель, подавали по меньшей мере из одного гидравлического аккумулятора в трюмное пространство машинного отделения. Альтернативно, можно использовать газ из отдельного источника.

Все функции, описанные выше, можно осуществить, при необходимости, не используя электроэнергию. Путем соответствующего выбора размеров можно осуществить цикл опорожнения и наполнения в течение периода примерно 2 х 15 минут.

Далее изобретение будет описано подробнее со ссылками на предпочтительные варианты его осуществления, показанные на прилагаемых чертежах, на которых: на фиг. 1 показан основной вариант осуществления оборудования для пожаротушения согласно изобретению; на фиг. 2 - дополнительно разработанный вариант осуществления изобретения, имеющий большую мощность, чем вариант, показанный на фиг. 1.

На фиг. 1 машинное отделение обозначено ссылочным номером 1, пол машинного отделения обозначен ссылочным номером 2, трюмное пространство под полом обозначено ссылочным номером 3, а двигатель, о котором идет речь, например, дизельный двигатель, обозначен ссылочным номером 4. У потолка машинного отделения расположено множество разбрызгивателей или распыляющих насадок 5, а на уровне пола расположено множество распыляющих насадок и/или разбрызгивателей 6, направленных вверх, и множество сопел 7, направленных вниз, в трюмное пространство 3.

Узел привода подачи огнегасящей жидкости и/или огнегасящего газа обозначен ссылочным номером 8. Трубопровод 9 вытекающей жидкости узла привода 8 может быть подсоединен избирательно к отдельным зонам возгорания; машинное отделение 1 представляет собой зону возгорания, содержащую питающий трубопровод 10, идущий к распыляющим насадкам 5 у потолка машинного отделения, и ответвление II к распыляющим насадкам 6, 7 на полу 2 машинного отделения.

Узел привода 8 содержит два резервуара 12 и 13 сжатого газа, имеющие начальное давление зарядки, например, 20 МПа (200 бар) и автоматически или вручную регулируемые выпускные клапаны для направления сжатого газа в два резервуара 14 жидкости и вытеснения огнегасящей жидкости из этих резервуаров по трубопроводу 9. Резервуары 12 и 13 сжатого газа могут представлять собой так называемые стандартные газовые баллоны. Огнегасящая жидкость из резервуаров 14 вытекает в трубопровод 9 через клапан 15, открытию которого, осуществляемому давлением жидкости, противодействует, однако, цилиндр 16 для жидкости, подверженный воздействию давления газа-вытеснителя, вместе с дросселем 17, который будет подробнее описан ниже.

Общий выпускной трубопровод 18 резервуаров 12 и 13 сжатого газа соединен не только с резервуарами 14 жидкости, но и с водяным насосом 19, 20 низкого давления, где ссылочным номером 19 обозначен пневматический приводной двигатель водяного насоса 20, имеющего рабочее давление, например, около 1,6 МПа (16 бар), через редукционный клапан 21, который можно настроить на давление 1 МПа (10 бар). Альтернативно можно использовать насос низкого давления другого типа, например, поршневой насос двойного действия. Насос 20 всасывает воду из резервуара пресной воды по трубопроводу 22 или, например, альтернативно морскую или озерную воду. Воду фильтруют посредством фильтров 23 и 24, например, до достижения уровня крупности частиц 10 мкм. Случайные отклонения давления можно сбалансировать посредством аккумулятора, который не показан на фиг. 1.

На фиг. 1 показано оборудование, готовое к эксплуатации. Резервуары 12 и 13 высокого давления наполнены газом-вытеснителем, имеющим давление, например, 20 МПа (200 бар), а резервуары 14 жидкости наполнены водой, как и цилиндр 16 для жидкости, заполненное жидкостью пространство которого обозначено ссылочным номером 25. Пружина 27, которая может быть относительно слабой, удерживает золотник 26 клапана 15 в показанном положении, закрывая клапан.

При обнаружении пожара, сначала подключается один из резервуаров сжатого газа, например, резервуар 12, за счет чего газ получает возможность вытеснять жидкость из резервуаров 14 через клапан 15 в выпускной трубопровод 9 за счет отжатия золотника 26 клапана из положения, показанного на фиг. 1, под влиянием давления жидкости.

Однако то же самое давление газа также действует на мембрану 28 цилиндра 16 для жидкости, которая также может быть поршнем, и, следовательно, вытесняет жидкость 25, частично - через дроссель 17 и последующий обратный клапан 29 в трубопровод 9, а частично - к золотнику 26 клапана 15 против действия давления жидкости из резервуаров 14. Как схематически показано на чертеже, если выполнить поверхность золотника 26, подвергающуюся воздействию давления жидкости 25 цилиндра, большей, чем поверхность золотника 26, подвергающаяся воздействию равновеликого давления огнегасящей жидкости из резервуаров 14, например, в пропорции 2,5: 1, то клапан 15 останется закрытым до тех пор, пока жидкость 25 не будет полностью вытеснена из цилиндра и ее давление не будет существенно понижено посредством дросселя 17 до величины примерно 4 МПа (40 бар) в случае представленного примера, за счет чего огнегасящая жидкость получает возможность отжимать золотник 26 клапана 15.

Во время только что описанной начальной стадии, продолжительность которой можно, по желанию, регулировать посредством дросселя 17, давление газа, однако, приводит в действие - посредством трубопровода 18 и редукционного клапана 21 - насос 20, подающий жидкость по выпускному трубопроводу 30, имеющему установленные в нем фильтр 24 и обратный клапан 31 - после ответвления к резервуарам 14, в выпускной трубопровод 9 блока привода 8 через обратные клапаны 29 и 31 для начального охлаждения по меньшей мере - распыляющих головок 5 и частей трубопровода 10, которые находятся в машинном отделении 1. Давление жидкости 25 цилиндра после дросселя 17 ниже, чем выходное давление насоса 20. Кроме того, пневматический двигатель 19 может подавать газ по выпускному трубопроводу 32 в сопла 7 в трюмном пространстве 3 машинного отделения 1.

При открытии клапана 15 начнется поступление огнегасящей жидкости из резервуаров 14, и насос 20 прекращает работу, когда обратные клапаны 29 и 31 закрываются. Избыточная жидкость, вытесненная через клапан 15 в пространство трубопроводов вокруг дросселя 17, получает возможность протекания через перепускной клапан 33, который может быть настроен, например, на 1,6 МПа (16 бар). Резервуар 12 газа и резервуары 14 жидкости могут быть выполнены с такими размерами, например, что при выпуске жидкости из резервуаров 14, в них и в резервуаре 12 газа преобладает давление около 8 МПа (80 бар). Затем газ будет продолжать вытекать после жидкости по трубопроводу 9 до тех пор, пока давление не снизится настолько, что давление в пространстве вокруг дросселя 17 окажется способным закрыть клапан 15. Если последнее давление составляет около 1,6 МПа (16 бар), клапан 15 закрывается при давлении около 4 МПа (40 бар) в резервуарах 14, и, следовательно, остаточный газ в резервуарах 12 и 14 продолжает приводить в действие насос 20.

Теперь насос 20 повторно наполняет резервуар 14 водой. Если перепускной клапан 33 настроен на давление, несколько большее, чем выходное давление насоса 20, жидкость подается также в выпускной трубопровод 9 точно так же, как и во время начальной стадии, описанной ранее, и одновременно цилиндр 16 пополняется водой. Когда резервуары 14 наполнятся, процесс можно повторить, подключая другой резервуар 13 сжатого газа.

И во время начальной стадии, и во время стадии наполнения жидкостью, пневматический двигатель 19 также может подавать газ-вытеснитель, скажем, газообразный азот или аргон, по газопроводу 32, проходящему от двигателя 19 и через сопла 7 в трюмное пространство 3 машинного отделения.

На фиг. 2 показан вариант осуществления изобретения для пожаротушащего оборудования с большей мощностью, например, оборудования автомобильного парома. На фиг. 2 показаны узлы высокого давления 38 и 38а, каждый из которых содержит четыре резервуара 42 сжатого газа, которые могут представлять собой так называемые стандартные газовые баллоны, показанные на фиг. 1, и четыре резервуара 44 жидкости. Общий выпускной трубопровод 39 может быть соединен, например, с множеством зон возгорания в системе разбрызгивателей, с множеством зон возгорания на автомобильной палубе, и с множеством зон возгорания в машинном отделении и в грузовом трюме. Общий трубопровод выпускаемого газа насосов 50 низкого давления узлов привода 38 и 38а соединен с соответствующими зонами возгорания в машинном отделении и грузовом трюме, в принципе, так же, как показано на фиг. 1.

Вариант осуществления изобретения, соответствующий фиг. 2, работает, по существу, так же, как и вариант осуществления изобретения, показанный на фиг. 1. Начальная стадия с задержкой подачи жидкости осуществляется так же, как показано на фиг. 1, при той же комбинации клапана 45, цилиндра 46 для жидкости, дросселя 47 и перепускного клапана 63, и, затем, выпуск жидкости из узлов 38 и 38а происходит попеременно - сначала из одного, потом - из другого, - или одновременно (при необходимости) и газ-вытеснитель, оставшийся после опорожнения, приводит в действие соответствующие насосы 50. Количество резервуаров 42 газа и резервуаров воды 44, подключаемых в каждом случае, можно варьировать по желанию. Например, газовый баллон вместе с четырьмя баллонами воды можно использовать для систем разбрызгивателей, а два газовых баллона вместе с четырьмя баллонами воды можно использовать для машинных отделений, и т.д.

Узел привода 38, который предполагается задействовать первым, содержит отдельный баллон 64 сжатого газа, который можно соединить с насосом 50 посредством редукционного клапана давления, настраиваемого, например, на 0,6 МПа (6 бар), чтобы поддерживать, предпочтительно, низкое давление жидкости в системе разбрызгивателей, когда оборудование функционирует. Когда в какой-либо части системы разбрызгивателей имеет место утечка, индикатор 65 утечки генерирует сигнал в соответствующий клапан 66 утечки, по получении которого задействуются узлы привода.

Формула изобретения

1. Способ тушения пожара, заключающийся в подаче огнегасящей жидкости по меньшей мере в одну распыляющую насадку, предпочтительно во множество распыляющих насадок, посредством узла привода, содержащего по меньшей мере один гидравлический аккумулятор с газом-вытеснителем, заряжаемый до высокого начального давления, а также содержащего водяной насос низкого давления, отличающийся тем, что по меньшей мере часть газа-вытеснителя, остающегося в гидравлических аккумуляторах после выпуска из них жидкости, используют для привода насоса низкого давления.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть газа-вытеснителя, остающегося в гидравлических аккумуляторах после выпуска из них жидкости, используют для привода насоса низкого давления с пополнением гидравлических аккумуляторов жидкостью и одновременно с распылением предпочтительно - в очаг пожара и окружающее его пространство, жидкости и/или газа-вытеснителя с возможностью повторения процесса тушения пожара после наполнения гидравлических аккумуляторов.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть газа-вытеснителя, остающегося в гидравлических аккумуляторах после выпуска из них жидкости, сначала выпускают непосредственно после жидкости в соответствующие разбрызгиватели и/или распыляющие насадки, причем оставшийся газ-вытеснитель затем используют для привода насоса низкого давления с пополнением гидравлических аккумуляторов жидкостью и одновременно с распылением предпочтительно в очаг пожара и окружающее его пространство жидкости и/или газа-вытеснителя с возможностью повторения процесса после наполнения гидравлических аккумуляторов.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу жидкости под высоким давлением сначала задерживают при включенном состоянии узла привода, причем во время стадии задержки газ подают предпочтительно через редукционный клапан для привода насоса низкого давления и обеспечения подачи охлаждающей жидкости в трубопроводную систему и разбрызгиватели и/или распыляющие насадки, при этом по меньшей мере часть газа-вытеснителя, остающегося в гидравлических аккумуляторах после выпуска из них жидкости, используют для повторного привода насоса низкого давления.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что подачу жидкости под высоким давлением сначала задерживают при включенном состоянии узла привода, подавая газ-вытеснитель по меньшей мере из одного гидравлического аккумулятора для опорожнения цилиндра для жидкости, при этом жидкость, вытесняемая из цилиндра, воздействует перед прохождением дросселя на золотник клапана, расположенного в выпускном трубопроводе по меньшей мере одного гидравлического аккумулятора, в направлении, закрывающем клапан, причем поверхность золотника, на которую воздействует давление жидкости цилиндра, выбирают большей, чем поверхность золотника, на которую воздействует давление жидкости, вытекающей по меньшей мере из одного гидравлического аккумулятора, для осуществления открытия клапана, посредством чего клапан остается закрытым до вытеснения всей жидкости из цилиндра, и снижения ее давления, приложенного через дроссель до уровня меньшего, чем давление жидкости, вытекающей из по меньшей мере одного гидравлического аккумулятора, в пропорции, равной пропорции между этими двумя поверхностями золотника клапана.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что при открытии клапана давление жидкости, воздействующее на золотник клапана через дроссель, снижают предпочтительно за счет перепускного клапана до заданной величины для достижения давления, при котором клапан снова закрывается.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что на начальной стадии задержки подачи жидкости под высоким давлением газ-вытеснитель подают из по меньшей мере одного гидравлического аккумулятора для привода насоса низкого давления с обеспечением подачи охлаждающей жидкости в трубопроводную систему и разбрызгиватели и/или распыляющие насадки.

8. Способ по п. 4, отличающийся тем, что на начальной стадии задержки подачи жидкости под высоким давлением газ подают из отдельного источника для привода насоса низкого давления с обеспечением подачи охлаждающей жидкости в трубопроводную систему и разбрызгиватели и/или распыляющие насадки.

9. Способ по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что по меньшей мере на начальной стадии задержки подачи жидкости под высоким давлением и на стадии после выпуска жидкости из гидравлических аккумуляторов газ, предпочтительно газ-вытеснитель, подают по меньшей мере из одного гидравлического аккумулятора в трюмное пространство машинного отделения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 13.09.2009

Извещение опубликовано: 20.09.2010        БИ: 26/2010

---